关键词:大气探测;技术;变革;现状;发展趋势
1引言
气象学的首要任务就是对大气的运动规律展开研究,对大气的一些行为进行预报,如风向、雨雪天气、台风等,并在此基础上,采取相应的措施通过人工干预对其进行控制,如人工降雨等。在了解大气的运动规律的一种重要的方法便是大气探测,通过大气探测获取相关的气象资料与数据,大气探测的准确性以及及时性对各种预报有着重要的作用,从而能够帮助与指导人工控制以及及时应对气象变化。由此可见对大气探测的研究的重要性。
2大气探测发展历程
2.1初始阶段
近代的气象发展可以从1643年算起,当年研发了气压表,并组建了世界上的第一个用于对大气进行观测的系统。大气探测的初始阶段是从17世纪中期到20世纪的初期,这一阶段各项观测技术不成熟,很多观测受到科学技术水平限制,其发展比较缓慢,但是在次阶段地面观测的很多项目已经涉及到,所有的地面观测工作的展开基本上都是使用手工进行操作,所使用的观察仪器的自动化程度不高。
在这一阶段发明了很多基础性的观测设备与仪器,如在温度测量方面主要有水银表、酒精表、最高最低表等,在湿度测量方面主要有露点表、毛发表以及千湿表,在气压的测量方面主要有水银气压表、空盒表,在风力风向的观测中主要有风压板、风杯风速表以及测风经纬仪等,将对降水量进行研究的方面主要发明了雨量筒、翻斗雨量计,在蒸发与日射方面主要研制了蒸发皿与日射表等。
通过研究可以发现在这一时间段内,所研制的观测仪器的工作原理比较简单,操作比较方便,其自动化程度不高,技术含量较低,但是这些设备具有很强的实用性,有些设备在今天依旧使用,随着科学技术的发展,很多设备与仪器的材料、制造工艺等得到不少的改进,这使得使用他们进行观测更加方便,同时观测的精度也得到了很大的提升。
2.2发展阶段
1915~1944年是大气探测技术的发展阶段,在这一阶段,加强了引进一些先进的设备与技术,如无线电技术,通过使用无线电技术能够实现大气探测的探空方面的需要。
在1917年,发明了电缆风筝,来对高空的气象进行观测,在1925年人们开始使用飞机来对高空的温度以及湿度等进行相应的观测活动,并使用了无线电波技术对大气的电离层进行探测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在1927年,研制了通过气球把无线电发报机带到平流层进行工作,这便是探空仪的原形。在1928年,第一台无线电探空仪诞生,同时美国的陆军通信兵使用了无线电测风仪实现了对测风气球进行跟踪测量。在1943年,英国科学家成功地研制了通过雷达进行跟踪的探空仪。探空仪的研制成功是大气探测技术的一次伟大的突破,对大气探测技术发展有着重要的影响。
2.3成形阶段
1945~1959年是大气探测技术的成形阶段,在此阶段火箭的探测技术得到广泛的应用,运用气象火箭来对高空的气象变化进行必要的观测,并使用了探空火箭实现了对高层大气进行相应的观测活动。
2.4成熟阶段
1960年至今,这段时间是大气探测技术的成熟阶段。在1960年美国成功地研制了一枚专门用于气象观测的卫星泰罗斯一号,并与4月把其送入到太空,这开启了大气探测的全新的阶段。气象卫星能够突破区域性的限制,能够时刻对全球的大气的变化进行观测,能够大大提高了大气探测的精准性。
3大气探测的发展现状
随着电子技术、空间技术、计算机技术、通信技术以及遥感技术不断地被应用到大气探测当中,同时大气探测的方法不断丰富,大气探测的自动化水平以及大气探测的能力得到了很大的提升。并且在数据的收集与处理方面的能力得到了前所未有的提升,让大气探测技术得到了质的飞跃。
3发展趋势
在未来的大气探测的发展当中将会不断地朝着空间检测方面发展,并将朝着环境监测方面延伸,将会构建一个全国性的气象的综合探测网络。在观测设备方面将会向数字自动化、自动遥感、高精度以及通用性方向发展,同时将建立较为完善的自动站的业务化的组织网络。在对高空进行探测方面主要朝着遥感、遥测、地基与空基相结合的研究网络方面发展。将会广泛地应用地基GPS、RASS、LEO空基、无人机、GPS探空观测网多观测平台的综合高空探测系统等。
4结束语
通过前文的介绍可以看出,随着科学技术的不断发展,越来越多的先进的科学技术被应用到大气探测当中,这些技术的引入,有效地提高了大气探测的能力,大气探测的自动化水平也大大提高,同时监测的数据越来越准确,相关的预报情况更加精准。
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论文作者:边巴普赤1 李妮娜2
论文发表刊物:《科技中国》2017年11期
论文发表时间:2018/5/2
标签:大气论文; 技术论文; 阶段论文; 气象论文; 无线电论文; 发展趋势论文; 测量论文; 《科技中国》2017年11期论文;